MEVERAD

Methodik zur Verbesserung des Zusammenspiels der Einzelkomponenten von Radialverdichtern im Hinblick auf Wirkungsgrad und optimierte Bauteilerstreckung

Foto: Daniel Wolbert

Turbomaschinen sind ein integraler Bestandteil in konventionellen Kraftwerken, und ihrem Wirkungsgrad - insbesondere im Teillastbetrieb - kommt eine hohe Bedeutung zu. Bisherige Ansätze zum Steigern des Wirkungsgrads bei Radialverdichtern haben den Nachteil, dass sie entweder nur die Strömungskomponenten als separates Bauteil optimieren oder das Zusammenwirken der Komponenten untersuchen, ohne eine umfassende Optimierungsstrategie. Es gibt aber zahlreiche Belege dafür, dass optimierte Komponenten nicht zu einem optimierten Gesamtsystem führen. Darüber hinaus zeigen Studien an Axialverdichtern, dass ein kombinierter Ansatz signifikante Verbesserungen ermöglicht. Um die Effizienz des Gesamtsystems Radialverdichter zu erhöhen, ist es deshalb notwendig, eine Methode zu entwickeln, die das Zusammenspiel der Komponenten genauso erfasst wie die Optimierung der Einzelkomponenten.

Ziel des Projekts MEVERAD ist die Entwicklung einer Methode, die das Zusammenwirken der Strömungskomponenten Laufrad, Diffusor und Spirale bei der Optimierung des Gesamtsystems Radialverdichter berücksichtigt. Dabei werden numerische Optimierungsstrategien in Verbindung mit rechnergestützter Strömungssimulation (CFD – computational fluid dynamics) eingesetzt. Aufbauend auf dem verbesserten Wirkungsgrad der gesamten Verdichterstufe und der Einzelkomponenten wird die Methode auf den wichtigen Bereich des Teillastbetriebs erweitert. Die numerischen Ergebnisse werden darüber hinaus mit existierenden Messdaten auf vorhandenen Prüfständen validiert.

Die Umsetzung der neuen Methode in den Auslegeprozess des Industriepartners erfolgt schrittweise. Zunächst unterstützen die entwickelten Tools als Stand-alone-Programme den Prozess bei konkreten Einzelfällen. Abschließend werden die Projektergebnisse in die Auslegesoftware zum Optimieren der gesamten Verdichterflotte überführt.

Konsortium Hochschule Trier, Universität Duisburg-Essen, Siemens Energy
Gefördert durch Bundesministerium für Bildung und Forschung BMBF im Programm „Forschung an Fachhochschulen - IngenieurNachwuchs“, Siemens Energy
Laufzeit Mai 2019 - April 2023
Fördersumme 324.323 €

Projektleitung an der Hochschule Trier:

Prof. Dr. Sven König
Prof. Dr. Sven König
Professor FB Technik - FR Maschinenbau

Kontakt

+49 651 8103-730

Standort

Paulusplatz | Gebäude S | Raum 010
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